矿泉

矿泉是天然形成的泉源,其产生的水为硬水,即含有溶解的矿物质。盐类、硫化合物和气体都可能是在地下水流经岩层时溶解于泉水中的物质。在这一点上,矿泉不同于"甜泉",后者产生没有明显溶解气体的软水。溶解的矿物质可能改变水的味道、颜色和气味,也可能赋予其特定的生理作用。

从矿泉中获取的矿泉水以及沉淀的盐类,如泻盐,长期以来一直是重要的商业产品。矿泉水的瓶装和销售形成了全球性产业,而泉边沉积的盐类、石灰华和铁氧化物也被用作药材、建材或矿物原料。

一些矿泉可能含有大量有害的溶解矿物质,例如砷,不应饮用。硫泉因含有硫化氢而闻起来像臭鸡蛋,硫化氢是危险的,有时甚至是致命的。它是一种气体,通常通过吸入进入人体。饮用水中摄入的量要低得多,不太可能造成伤害,但截至2003年,关于长期低水平暴露的研究很少。

矿泉的水有时被认为具有治疗价值。矿泉疗养地是围绕矿泉发展起来的度假地,顾客会去那里饮用或沐浴矿泉水。历史上的矿泉地通常配有精心制作的石制建筑,包括人工水池、挡土墙、柱廊和屋顶,有时呈"希腊神庙"、凉亭或宝塔形式;另一些则完全封闭在泉屋内。

Types

几个世纪以来,欧洲、北美和其他地方的矿泉商业推广者根据所产水的化学成分和据称的药用功效对其进行分类:

这些分类多为历史或商业命名,并不等同于现代水化学分类。现代研究通常按主要离子组成、总溶解固体、pH、温度和气体成分对矿泉水进行系统分析。

Deposits

沉积岩的类型,通常是石灰岩即碳酸钙,有时是在泉水涌出时矿物质蒸发或快速沉淀形成的,特别是在热矿泉的出口处。在冷矿泉中,矿物质的快速沉淀是由于气体逸出时酸度降低所致。这些矿物沉积物在干涸的湖床中也能找到。

泉水沉积可以形成壮观的地貌,包括台地、钟乳石、石笋和"冰冻瀑布",例如猛犸温泉。其中一种浅色多孔方解石称为石灰华,在意大利和其他地方广泛用作建筑材料。石灰华可以是白色、棕褐色或奶油色,通常具有纤维状或同心圆状的纹理。

另一种泉水沉积物含有硅质和钙质矿物,称为钙华。钙华类似于石灰华,但更软、更孔。含铁泉可能会沉积铁化合物,如褐铁矿;其中一些沉积物规模大到可以作为铁矿开采。

Modern use and risks

现代矿泉利用包括瓶装矿泉水、温泉疗养、地热供暖和旅游。瓶装水行业需要对水源进行微生物、重金属、放射性核素和有机污染物检测,并遵守饮用水或天然矿泉水标准。温泉开发则需评估水温、流量、补给区和污染物风险,避免过度开采导致泉流量下降或水质恶化。

矿泉的环境风险包括含水层污染、气体危害和沉积物堵塞。硫泉释放的硫化氢在封闭空间内可能积聚到危险浓度;含砷或高盐泉水若混入饮用水源,可能造成健康风险;泉华沉积可能堵塞管道和排水系统。因此,矿泉的开发利用需要水文地质调查、水质监测和安全管理。

矿泉的现代分类更强调水化学成因,而不是商业功效。按主要阴离子可分为重碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型,按阳离子可分为钙型、镁型、钠型,按气体成分可分为碳酸型、硫化氢型和放射性型。温度、总溶解固体、微量元素和同位素组成也用于区分深循环热水、浅层冷水和混合水。理解这些特征有助于判断补给来源、循环深度和水岩相互作用,从而指导资源保护和可持续利用。矿泉保护通常需要划定补给区、限制地下水开采、监测水位和水质,并对历史泉域的建筑和景观进行整体保护。这些措施有助于维持泉水的天然流量和化学成分,避免商业开发对含水层造成不可逆影响。